CN104501427B - 光热、光伏一体化*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光热、光伏一体化***，包括光热发电槽式集热器、聚光光伏电池组件和凸面反射镜，凸面反射镜活动安装在光热发电槽式集热器的集热管附近，光热发电槽式集热器的反射镜的对称轴上对应设置有凸面反射镜的第一工作位置、第二工作位置，第一工作位置设置于集热管与反射镜之间、第二工作位置设置于集热管的相对径向外侧；聚光光伏电池组件设置于所述对称轴上并靠近于所述反射镜的整体镜面中心位置。本发明在现有的光热发电槽式集热器上附加连体装置，不影响其原有工作正常，增加和改善原装置的功能并改进性能。所附加的结构作为寄生装置，具有适应性强、结构简单、便于改换装和革新等优点，具有较高的应用和科研价值。

Description

光热、光伏一体化***
技术领域
本发明涉及新能源领域，尤其是一种光热、光伏一体化***。
背景技术
作为新能源行业的重要组成部分的太阳能发电产业，聚光热发电是具有很大潜力和经济技术竞争优势的项目，其发展历史可从上个世纪七十年代算起；而光伏特效应发现的时间更早并因此诞生了光伏发电产业。从上述两者应用于发电的经验分别看到：光伏与光热各有优缺点而装置架构截然不同，有些地域适应光伏发电，另一些地区则适应光热发电，甚至还有另外的区域在不同的季节分别适应光伏和光热两种发电形式。由上所述，客观上的市场需求为太阳能发电市场提供了可供技术攻关的努力方向，就是打造太阳能光伏光热发电的兼容***。在此首当包括了太阳光的收集装置，涉及光伏和光热的兼容装置，如何具体实施使光热、光伏一体化成为了解决问题的关键。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种光热、光伏一体化***，该***结构简单、可利用机械装置来直接控制，并实现光热、光伏相互切换。
为实现上述目的，本发明光热、光伏一体化***，包括光热发电槽式集热器、聚光光伏电池组件和凸面反射镜，其中，凸面反射镜活动安装在光热发电槽式集热器的集热管附近，光热发电槽式集热器的反射镜的对称轴上对应设置有凸面反射镜的第一工作位置、第二工作位置，第一工作位置设置于集热管与反射镜之间、第二工作位置设置于集热管的相对径向外侧；聚光光伏电池组件设置于所述对称轴上并靠近于所述反射镜的整体镜面中心位置；所述凸面反射镜位于第二工作位置时，太阳光束经所述反射镜直接汇聚于集热管来进行光热工作；所述凸面反射镜位于第一工作位置时，太阳光束经所述反射镜汇聚于凸面反射镜后，经凸面反射镜反射至聚光光伏电池组件来进行光伏工作。
进一步，所述反射镜为双瓣反射镜，该双瓣反射镜以对称平面来对称安装，其双瓣之间设置有间隙。
进一步，所述聚光光伏电池组件设置于所述间隙内，并且所述聚光光伏电池组件的背光面设置于所述反射镜阴面一侧，以背上散热形式在阴凉处散热。
进一步，所述聚光光伏电池组件设置于所述光热发电槽式集热器的集热管支架上，并靠近于所述光热发电槽式集热器的集热器转轴的位置。
进一步，所述凸面反射镜上还一体设置有凹面反射镜，所述凸面反射镜和凹面反射镜整体形成副反射镜，而且所述凸面反射镜和凹面反射镜在所述第一工作位置、所述第二工作位置时的对称面均与所述对称平面重合。
进一步，所述凹面反射镜对应于光热的二次反射工作状态，所述凸面反射镜对应光伏二次反射工作状态。
进一步，所述副反射镜通过转动***、连接件安装在所述集热管上，转动***、连接件、所述副反射镜连接形成连体装置，该连体装置围绕所述集热管的轴心旋转定位。
进一步，所述连体装置、聚光光伏电池组件作为所述光热发电槽式集热器的寄生装置，所述连体装置设置为围绕所述集热管的轴心的180度转动限位，采用转动限位方式达到光伏发电与光转热的物理功能切换。
进一步，所述凹面反射镜在光热工作状态下时反射周围空间的散射光聚焦于所述集热管进行光能再利用；所述凹面反射镜在光伏工作状态下时，作为所述集热管的遮光罩。
进一步，所述凸面反射镜为叠层复合式双曲面反射镜，每层的曲面开口参数按序排列且层间设置有半导体反射膜，可依据调节反射率以便适应不同电池的聚光度要求;所述凹面反射镜为圆弧面反射镜。
本发明在现有的光热发电槽式集热器上附加连体装置，不影响其原有工作正常，同时，增加和改善原装置的功能并改进性能。所附加的结构作为寄生装置，具有适应性强、结构简单、便于改换装和革新等优点，具有较高的应用和科研价值。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1中A部放大图；
图3为图1中B部放大图；
图4为本发明总体在光热工作状态下的工作示意图；
图5为本发明总体在光伏工作状态下的工作示意图；
图6为图4中C部放大图；
其中附图标记为：连体装置1、集热管2、集热管支架3、双瓣反射镜4、集热器转轴5、聚光光伏电池组件6、光热发电槽式集热器7、太阳光束8、对称平面9、副反射镜11、连接件12、转动***13、凹面反射镜14、凸面反射镜15、第一工作位置16、第二工作位置17。
具体实施方式
下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。
为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。
如图1至图6所示，本发明光热、光伏一体化***，包括连体装置1、集热管2、集热管支架3、反射镜、集热器转轴5、聚光光伏电池组件6、光热发电槽式集热器7。
其中，集热管2、集热管支架3、反射镜、集热器转轴5为光热发电槽式集热器7的常规零部件，反射镜为双瓣反射镜4，其双瓣之间设置有间隙。连体装置1、聚光光伏电池组件6作为附加装置寄生于现有的光热发电槽式集热器7上，并与其一体设置，而且在附加装置停止工作后原有的光热发电槽式集热器7可照常工作。
连体装置1由转动***13、连接件12、副反射镜11连接组合而成。副反射镜11的结构设置为凸凹双面组合反射镜，具体包括凹面反射镜14和凸面反射镜15，其中，凹面反射镜14对应于光热的二次反射工作状态，凸面反射镜15对应光伏二次反射工作状态。凹面反射镜14的作用为：对应光热工作状态下, 反射周围空间的的散射光聚焦于集热管2进行光能再利用，光伏工作状态下作为集热管2的遮光罩，对维修或不工作的集热管2遮光保护。凸面反射镜15首选为双曲面反射镜，该双曲面反射镜可为叠层复合式双曲面反射镜，每层的曲面开口参数按序排列且层间设置有半导体反射膜，可依据调节反射率以便适应不同电池的聚光度要求。凹面反射镜14首选为圆弧面反射镜。
副反射镜11通过转动***13、连接件12安装在集热管2上，连体装置1围绕集热管2的轴心旋转定位。连体装置1、聚光光伏电池组件6作为光热发电槽式集热器7的寄生装置，连体装置1设置为围绕集热管的轴心的180度转动限位，采用转动限位方式达到光伏发电与光转热的物理功能切换。
双瓣反射镜4以对称平面9来对称安装，聚光光伏电池组件6设置于双瓣反射镜4的双瓣之间的间隙内，聚光光伏电池组件6设置于集热管支架3上，并靠近于集热器转轴5的位置。并且聚光光伏电池组件6的背光面设置于双瓣反射镜4阴面一侧，以背上散热形式在阴凉处散热。
双瓣反射镜4的对称轴上对应设置有副反射镜11的第一工作位置16、第二工作位置17，第一工作位置16设置于集热管2与反射镜之间、第二工作位置17设置于集热管2的相对径向外侧；副反射镜11位于第二工作位置17时，太阳光束8经双瓣反射镜4直接汇聚于集热管2来进行光热工作；副反射镜11位于第一工作位置16时，太阳光束8经双瓣反射镜4汇聚于凸面反射镜15后，再经凸面反射镜15反射至聚光光伏电池组件6来进行光伏工作。凸面反射镜15和凹面反射镜14在第一工作位置16、第二工作位置17时的对称面均与对称平面9重合。
本发明光热、光伏一体化***，根据光物理环境的不同来选择光热或光伏工作模式。工作时分为两种状态可相互切换，即光热工作状态和光伏工作状态。初始时，如图4所示，光热发电槽式集热器7处于原有的光热工作状态不变。而当需要切换到光伏工作状态时，如图5所示，连体装置1启动，并转动定位于光伏工作状态相对应位置，副反射镜11将汇聚于集热管2的光束反射，并导向聚光光伏电池组件6，聚光光伏电池组件6接收辐照产生光伏电能。

Claims (10)

1.光热、光伏一体化***，其特征在于，包括光热发电槽式集热器、聚光光伏电池组件和凸面反射镜，其中，凸面反射镜活动安装在光热发电槽式集热器的集热管附近，光热发电槽式集热器的反射镜的对称轴上对应设置有凸面反射镜的第一工作位置、第二工作位置，第一工作位置设置于集热管与反射镜之间、第二工作位置设置于集热管的相对径向外侧；聚光光伏电池组件设置于所述对称轴上并靠近于所述反射镜的整体镜面中心位置；所述凸面反射镜位于第二工作位置时，太阳光束经所述反射镜直接汇聚于集热管来进行光热工作；所述凸面反射镜位于第一工作位置时，太阳光束经所述反射镜汇聚于凸面反射镜后，经凸面反射镜反射至聚光光伏电池组件来进行光伏工作。
2.如权利要求1所述的光热、光伏一体化***，其特征在于，所述反射镜为双瓣反射镜，该双瓣反射镜以对称平面来对称安装，其双瓣之间设置有间隙。
3.如权利要求2所述的光热、光伏一体化***，其特征在于，所述聚光光伏电池组件设置于所述间隙内，并且所述聚光光伏电池组件的背光面设置于所述反射镜阴面一侧，以背上散热形式在阴凉处散热。
4.如权利要求1所述的光热、光伏一体化***，其特征在于，所述聚光光伏电池组件设置于所述光热发电槽式集热器的集热管支架上，并靠近于所述光热发电槽式集热器的集热器转轴的位置。
5.如权利要求2所述的光热、光伏一体化***，其特征在于，所述凸面反射镜上还一体设置有凹面反射镜，所述凸面反射镜和凹面反射镜整体形成副反射镜，而且所述凸面反射镜和凹面反射镜在所述第一工作位置、所述第二工作位置时的对称面均与所述对称平面重合。
6.如权利要求5所述的光热、光伏一体化***，其特征在于，所述凹面反射镜对应于光热的二次反射工作状态，所述凸面反射镜对应光伏二次反射工作状态。
7.如权利要求5所述的光热、光伏一体化***，其特征在于，所述副反射镜通过转动***、连接件安装在所述集热管上，转动***、连接件、所述副反射镜连接形成连体装置，该连体装置围绕所述集热管的轴心旋转定位。
8.如权利要求7所述的光热、光伏一体化***，其特征在于，所述连体装置、聚光光伏电池组件作为所述光热发电槽式集热器的寄生装置，所述连体装置设置为围绕所述集热管的轴心的180度转动限位，采用转动限位方式达到光伏发电与光转热的物理功能切换。
9.如权利要求5所述的光热、光伏一体化***，其特征在于，所述凹面反射镜在光热工作状态下时反射周围空间的散射光聚焦于所述集热管进行光能再利用；所述凹面反射镜在光伏工作状态下时，作为所述集热管的遮光罩。
10.如权利要求5所述的光热、光伏一体化***，其特征在于，凸面反射镜为叠层复合式双曲面反射镜，每层的曲面开口参数按序排列且层间设置有半导体反射膜，可依据调节反射率以便适应不同电池的聚光度要求;所述凹面反射镜为圆弧面反射镜。
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